섹션 2 연기감지기 동작
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이렇게 이온화된 입자가 감소하면 챔버를 감시하는 전자회로에 전류가 감소합니다. 전류가 일정량 감소하여 임계값을 초과하면 "경보" 상태가 됩니다.
습도와 대기압의 변화는 챔버 전류에 영향을 미치고, 연소 입자가 감지 챔버로 유입되는 효과와 유사한 효과를 만듭니다. 습도와 압력 변화의 가능한 영향을 보상하기 위해 이중 이온화 챔버가 개발되어 연기 감지기 시장에서 일반화되었습니다.
이중 챔버 검출기는 두 개의 이온화 챔버를 사용합니다. 하나는 외부 공기에 개방된 감지 챔버입니다(그림 4 참조). 감지 챔버는 입자상 물질, 습도 및 대기압의 영향을 받습니다. 다른 하나는 기준 챔버로, 부분적으로 외부 공기에 닫혀 있고 습도와 대기압의 영향만 받습니다. 전자 회로는 두 챔버를 모니터링하고 출력을 비교합니다. 습도 또는 대기압이 변경되면 두 챔버의 출력에 동일한 영향을 받아 서로 상쇄됩니다. 연소 입자가 감지 챔버에 들어가면 전류는 감소하는 반면 기준 챔버의 전류에는 변화가 없습니다. 결과적으로 발생하는 전류 불균형은 전자 회로에서 감지됩니다. (그림 5 참조) 먼지, 과도한 습도(응축), 상당한 기류 및 작은 곤충과 같이 이중 챔버 이온 센서에 영향을 미칠 수 있는 여러 가지 조건이 있습니다. 이 모든 조건은 센서를 감시하는 전자 회로에 의해 연소의 입자로 잘못 판독될 수 있습니다.
화재에 의해 만들어지는 연기는 공기를 통과하는 광선에 영향을 미칩니다. 연기는 광선을 막거나 가릴 수 있습니다. 또한 연기 입자로부터의 반사로 인해 빛이 흩어지게 할 수 있습니다. 광전식 연기 감지기는 연기가 빛에 미치는 영향을 활용하여 연기를 감지하도록 설계되었습니다.
대부분의 광전식 연기 감지기는 스팟형이며 빛의 산란 원리로 작동합니다. 발광 다이오드(LED)의 빛은 일반적으로 광감응 소자인 포토다이오드에는 보이지 않는 영역으로 방출됩니다. (그림 6 참조) 연기 입자가 빛의 경로에 들어가면 빛이 입자에 부딪혀(그림 7) 감광 소자로 산란되어 감지기가 반응합니다.
또 다른 종류의 광전식 감지기인 빛 가림 감지기는 광원과 포토 다이오드 같은 감광 수신 장치를 사용합니다(그림 8 참조). 연기 입자가 광선을 부분적으로 막으면(그림 9), 감광 장치에 도달하는 빛이 감소하게 되며 이를 출력으로 바꿉니다. 출력 변화는 감지기의 회로에 의해 감지되고, 임계값을 넘으면 경보가 시작됩니다. 일반적으로 빛 가림 감지기는 빛이 감시 공간을 관통하는 빔 타입의 감지기입니다.
연기 감지기는 단순한 개념을 기반으로 하지만 설계시 고려 사항을 준수해야 합니다. 연기가 감지되면 경보 신호를 생성해야 하지만, 다양한 원인으로 인해 발생할 수 있는 원치 않는 신호의 영향을 최소화해야 합니다. 이온화 감지기는 먼지가 방사능 소스에 축적되면 더 민감해질 수 있습니다. 광전 감지기에서는 광원의 빛이 감지 챔버의 벽에서 산란되어, 연기가 없을 때에도 감광 장치에서 측정될 수 있습니다. 곤충, 먼지, 건식 벽의 먼지 및 기타 형태의 오염이 감지 챔버에 축적되어 광원의 빛을 감광 장치로 산란시킬 수 있습니다.
전기적 과도 현상 및 일부 종류의 방사 에너지는 이온화 및 광전식 연기 감지기의 회로에 영향을 미치고, 전자 회로가 연기로 해석하여 성가신 경보를 발생시킬 수 있습니다.
UL(Underwriters Laboratories, Inc.)은 두 가지 유형의 감지기에 대한 허용 감도 범위를 설정합니다. 감지기 성능은 화재 테스트에서 확인됩니다. 모든 연기 감지기는 작동 원리에 관계없이 동일한 테스트 화재에 반응해야 합니다.
이온화 감지기의 특성은 0.01 ~ 0.4 마이크론 크기 범위의 연소 입자를 특징으로 하는 빠른 화염을 감지하는 데 더 적합합니다. 광전식 연기 감지기는 0.4 ~ 10.0 마이크론 범위의 입자를 특징으로 하는 느린 연기 화재를 감지하는 데 더 적합합니다. 감지기 모두 두 가지 유형의 화재를 감지할 수 있지만, 화재 유형에 따라 각각의 반응 시간이 다를 수 있습니다.
일반적으로 방호 건물에는 다양한 가연물이 포함되어 있기 때문에 화재시 생성되는 물질의 입자 크기를 예측하기가 어려운 경우가 많습니다. 서로 다른 점화원이 주어진 가연물에 다른 영향을 미칠 수 있다는 사실은 선택을 더욱 복잡하게 만듭니다. 예를 들어, 불이 붙은 담배를 소파나 침대에 떨어뜨리면 일반적으로 느린 연기가 나는 화재가 발생합니다. 그러나 담배가 소파나 침대 위의 신문지에 떨어진다면 화재는 연기를 발생시키는 것 보다 빠르게 화염이 발생될 것입니다.
다양한 가연 물질과 점화원에서 가능한 수 많은 연소 프로파일로 인해 특정 용도에 가장 적합한 감지기 유형을 선택하기가 어렵습니다.
상세한 정보는 NFPA 72-2019, 섹션 A.17.7.1.8 및 A.17.7.1.10, 및 표 A.17.7.1.8, A.17.7.1.10(a) 및 A.17.7.1.10(b)를 참조하십시오.
NFPA 72-2019 단락 A.17.7.1.8
17.7.1.8 다음과 같은 주변 조건이 있는 경우 특별히 설계 및 인증에 포함되지 않는 한 연기 감지기를 설치해서는 안 됩니다:
(1) 32°F(0°C) 미만의 온도
(2) 100°F(38°C) 이상의 온도
(3) 93% 이상의 상대습도
(4) 300ft/min(1.5m/sec) 이상의 공기 속도
NFPA 72-2019 단락 A.17.7.1.10
17.7.1.10* 천장 아래 층화의 영향을 고려해야 하며, 부속서 B의 지침을 사용할 수 있어야 합니다.
NFPA 72-2019 표 A.17.7.1.8
표 A.17.7.1.8 연기 감지기 반응에 영향을 미치는 환경 조건
NFPA 72-2019 A.17.7.1.10(a)
표 A.17.7.1.10(a) 에어로졸 및 입자상 물질 습기의 공통 공급원
NFPA 72-2019 A.17.7.1.10(b)
표 A.17.7.1.10(b) 연기 감지기에 대한 전기 및 기계적 영향의 원인
NFPA 72는 경보 통보 장치(음향 장치가 내장된 연기 감지기 포함)가 미국 국가 표준 협회(ANSI) S3.41 Audible Emergency Evacuation Signals에 설명된 3-펄스 패턴의 화재 경보 대피 신호를 생성하도록 요구합니다.
표준 연기 감지기가 부적합한 특정 상황에서는 화염 감지기, 열 감지기 및 기타 감지 장치와 같은 특수 목적의 감지기를 사용할 수 있습니다.
이러한 특수 유형의 감지기를 적용하려면 엔지니어링 사전 조사를 기반으로 하고 제조업체의 설치 지침에 따라 사용해야 합니다.
연기 감지기는 가능한 가장 빠른 화재 경고를 제공하며 수천 명의 생명을 구했습니다. 특별한 적용 규칙은 연기 감지기의 한계를 보상할 수 있습니다. 연기 감지기는 건물의 다른 층에서 발생하는 화재에 대한 조기 경고를 제공하지 않을 수 있습니다. 감지기는 건물의 모든 층에 위치해야 합니다. 감지기는 닫힌 문의 다른 쪽에서 발생하는 화재를 감지하지 못할 수도 있습니다. 평소 닫혀있는 문이 있는 지역에는 감지기가 문의 양쪽에 위치해야 합니다.
이미 설명했듯이 감지기에는 감지 한계가 있습니다. 이온화 감지기는 느리게 연기를 내는 화재보다 빠르게 불길에 휩싸인 화재를 더 잘 감지합니다. 광전식 연기 감지기는 불길에 휩싸인 화재보다 느리게 연기를 내는 화재를 잘 감지합니다. 화재는 다양한 방식으로 발생하고 종종 성장을 예측할 수 없는 경우가 발생하기 때문에 두 유형의 감지기 모두 항상 최선은 아닙니다. 화재 감지 방식이 부적절하거나 격렬한 폭발, 가스 누출, 청소용 솔벤트와 같은 가연성 액체의 부적절한 보관 등으로 인한 화재가 발생했을 때, 특정 감지기가 항상 화재에 대해 적절한 사전 경고를 제공하지 않을 수도 있습니다.
